CN113425897A - 用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 - Google Patents
用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113425897A CN113425897A CN202110709715.4A CN202110709715A CN113425897A CN 113425897 A CN113425897 A CN 113425897A CN 202110709715 A CN202110709715 A CN 202110709715A CN 113425897 A CN113425897 A CN 113425897A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyurethane
- myocardial infarction
- patch
- heart patch
- heart
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/14—Macromolecular materials
- A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
- A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
- A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
- A61L27/3813—Epithelial cells, e.g. keratinocytes, urothelial cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
- A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
- A61L27/3834—Cells able to produce different cell types, e.g. hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, marrow stromal cells, embryonic stem cells
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/20—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of the heart, e.g. heart valves
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Botany (AREA)
- Zoology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法。该心脏补片包括浇筑膜、电纺纤维膜和多孔膜，所述聚氨酯为含有酮缩硫醇键的活性氧响应性可降解聚氨酯。本发明还提供了制备该心脏补片的方法。该制备方法简单、操作方便，可根据需要制备出不同孔径和孔隙率的活性氧聚氨酯薄膜，并且拥有良好的力学性能、抗氧化性能、可降解性能和生物相容性。本发明的聚氨酯补片不加入功能性细胞或因子情况下，便能有效使心肌梗死后心脏功能恢复，能抑制心肌梗死后左心室重塑和纤维化程度；加入细胞或活性因子后的可以进一步提高治疗效果。本发明活性氧响应性可降解弹性聚氨酯心脏补片的制备方法简单，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种心脏补片，具体涉及一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法。
背景技术
心肌梗死至今仍是世界上人类发病和死亡的主要原因之一，每年造成近730万人死亡。与其他疾病不同的是心脏缺乏再生能力，受损的心肌难以实现自我修复。心肌梗死后，大量的心肌细胞死亡会激活炎症反应，并在心肌组织发生胶原沉积，造成梗死区域的心肌纤维化。缺血心肌和边缘区组织的病理因素包括过量活性氧(ROS)、局部炎症风暴、心室壁应力升高等共同导致了心肌梗死后左心室的不良重构，导致心室壁变薄。心脏的功能也会随着病理过程的发展而逐渐降低，最终会导致室壁瘤和心力衰竭。因此，预防左心室功能恶化和减轻不良重构是心肌梗死的潜在治疗策略。
到目前为止，心脏补片在治疗心梗治疗方面已经取得了相当大的进展，并被认为是心肌梗死领域一种很有前途的治疗工具。心脏补片的主要作用是可以通过对心室壁的力学增强来提供机械支持，改善心脏的左室重构，防止其出现心力衰竭。另一方面，心脏补片能够作为运载药物、蛋白质和细胞的载体。活性氧响应性材料可以及时而有效地消除心肌梗死后产生的过量ROS并改善心肌局部组织微环境，对于抑制炎症和纤维增生，促进组织修复再生具有重要意义。
McMahan等人(Current advances in biodegradable synthetic polymer basedcardiac patches，2020)总结了先前的心脏补片材料，说明补片的材料选择及结构设计非常重要，生物相容性、可降解性、生物活性、补片的微观结构和孔隙度、机械强度、弹性性能、导电性能等因素都应被考虑。天然材料如胶原、明胶、脱细胞基质等具有良好生物相容性，但力学性能较差。各种合成聚合物生物材料如聚己内酯(PCL)、聚癸二酸丙三醇酯(PGS)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等具有良好的力学性能，但这些聚合物都是疏水性的，没有生物活性，生物相容性较差。
Hashizume等人(The effect of polymer degradation time on functionaloutcomes of temporary elastic patch support in ischemic cardiomyopathy，2013)用三种不同的聚合物材料来研究心脏补片降解时间对心肌梗死功能的影响，结果表明补片的降解速度适中可提供更好的治疗效果，其缺点是聚合物材料本身不具有功能性。Chen等人(An off-the-shelf artificial cardiac patch improves cardiac repair aftermyocardial infarction in rats and pigs，2020)公开了脱细胞基质心脏补片用于大鼠和猪心肌梗死后的心脏修复，但该补片力学强度差，不能给心脏提供良好的力学支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片。该心脏补片具有优异的力学性能和良好的生物相容性，能为心肌提供力学支持；更重要的是可以消耗心肌梗死微环境中过量的活性氧，恢复心肌梗死后心脏的功能，解决了现有合成聚合物心脏补片材料缺乏功能性的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片，所述的活性氧响应性可降解聚氨酯为含有酮缩硫醇键的活性氧响应性可降解聚氨酯。
该聚氨酯心脏补片还包括功能药物和/或功能细胞；所述功能药物包括甲基泼尼松龙、衣康酸二甲酯、他汀类药物中的一种；所述功能细胞包括骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、羊膜上皮干细胞中的一种。
功能药物和/或功能细胞的加入使得心肌梗死的修复效果得到进一步的提高。但值得指出的是，本发明心脏补片中活性氧响应性可降解聚氨酯是本发明之所以取得优异效果的关键，功能药物和/或功能细胞的加入起到在已取得的修复效果基础上进一步提高效果而已，不应理解为功能药物和/或功能细胞的加入对本发明效果的产生是必不可少的。
所述聚氨酯心脏补片包括聚氨酯溶液浇筑膜、聚氨酯电纺纤维膜、聚氨酯冷冻干燥多孔膜、聚氨酯粒子沥滤法多孔膜中的一种。
本发明的另一个目的在于提供制备用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片的方法，包括浇筑法、静电纺丝法、冷冻干燥法、粒子沥滤法。利用含有活性氧响应性可降解聚氨酯为原料制备聚氨酯心脏补片，方法如下：
所述浇筑法操作过程为：将聚氨酯溶解于四氢呋喃、二氧六环或六氟异丙醇中，浇入聚四氟乙烯模具中并除去溶剂，得到聚氨酯心脏补片。
所述静电纺丝法操作过程为：将聚氨酯溶解于六氟异丙醇中，进行电纺得到聚氨酯电纺纤维膜心脏补片。
所述冷冻干燥法操作过程为：将聚氨酯完全溶解于二氧六环中，将上述溶液降低温度至-80～-20℃，使聚氨酯溶液发生相分离直到溶剂完全结晶，然后采用冷冻干燥法去除溶剂，得到不同孔径和孔隙率的聚氨酯多孔心脏补片。
所述粒子沥滤法的操作过程为：将聚氨酯溶解于四氢呋喃、二氧六环或六氟异丙醇中，向聚氨酯溶液中加入氯化钠或明胶颗粒，然后将溶液浇入聚四氟乙烯模具中并除去溶剂；再用水洗去其中的氯化钠或明胶颗粒，得到聚氨酯多孔心脏补片。
作为优选方案，所述原料还包括功能药物和/或功能细胞：所述功能药物包括甲基泼尼松龙、衣康酸二甲酯、他汀类药物中的一种；所述功能细胞包括骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、羊膜上皮干细胞种的一种。
本发明的另一个目的在于提供上述活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片在修复心肌梗死上的应用。所述心肌梗死包括急性心肌梗死、亚急性心肌梗死、心肌梗死再灌注或室壁瘤。
与现有的心脏补片相比，本发明的用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片具有以下优点：
1)本发明中，聚氨酯心脏补片具有良好的力学性能，为心肌梗死后的心脏提供良好的力学支撑。
2)本发明中，聚氨酯具有活性氧响应性，能够消耗心肌梗死后产生的过量活性氧，保护心肌细胞，减少心肌细胞凋亡。
3)本发明中，活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片在心肌梗死后的高活性氧微环境中，可相应地加快聚氨酯材料的降解速率，也可通过对配方进行设计，制备符合所需降解速率要求的心脏补片。
4)本发明中，活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片无需额外种入功能细胞或者添加功能药物，便能修复心肌梗死后心脏功能。
5)本发明中，活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片的制备方法简单，易于实现。
附图说明
图1为本发明活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片的SEM形貌表征结果；其中，A：静电纺丝聚氨酯心脏补片表面形貌；B：冷冻干燥法聚氨酯心脏补片表面形貌；
图2为本发明所用模型中，植入本发明聚氨酯心脏补片之前和之后的形貌表征；其中，A：大鼠左冠状动脉结扎后，观察到心尖部及前壁心肌组织出现苍白色；B：大鼠植入冷冻干燥聚氨酯心脏补片术中情况；C：大鼠植入冷冻干燥聚氨酯心脏补片8周后的情况；
图3为本发明实施2所用模型中，手术8周后心脏超声的结果图；其中A图为未贴心脏补片的心肌梗死组老鼠心脏超声结果图，B图为假手术组老鼠心脏超声结果图，C图为植入冷冻干燥聚氨酯心脏补片8周后的心脏超声结果图；
图4为本发明实施2所用模型中，术后8周心脏组马松三色染色的结果图；其中A图为心肌梗死组大鼠心脏的图片，B图为假手术组大鼠心脏的图片，C图为经冷冻干燥的活性氧响应性可降解聚氨酯多孔心脏补片治疗后大鼠心脏的图片。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明的技术方案，但这些实例并不用来限制本发明。
实施例1
活性氧响应性的可降解不饱和聚氨酯材料(PFTU-1:1)，包括软段和硬段，所述的软段分别为数均分子量为1000的聚富马酸丙二醇酯(PPF)和聚酮缩硫醇(PTK)，两者投料量摩尔比为1:1；所述的硬段是脂肪族二异氰酸酯如已二异氰酸酯(HDI)以及小分子二胺扩链剂如赖氨酸二甲酯(Lys-OMe)。
分别取数均分子量均为1000的PPF 1.000g和PTK 1.000g加入到两个干燥的两口烧瓶中，计算得到PPF的羟基摩尔数和PTK的巯基摩尔数分别为1.000mmol和1.000mmol，100℃减压蒸馏1h，除去残余的水分，通入氮气。降温到70℃后，PPF瓶中加入10mL无水1,4-二氧六环溶剂进行溶解，之后加入288μL HDI和15μL催化剂异辛酸锡；PTK瓶中加入10mL无水1,4-二氧六环溶剂进行溶解，之后加入288μL HDI和15μL催化剂异辛酸锡。二者在氮气保护下于70℃反应3h，之后将两个两口烧瓶中的溶液混合。取0.3730gLys-OMe，溶于3.5mL无水1,4-二氧六环溶剂中，加入695μL三乙胺，室温震荡3h，离心，取上清液逐滴加入到上述混合后的溶液中，并在70℃下扩链反应7h。加入200μL无水乙醇反应0.5h进行封端。反应完毕后，将得到的聚氨酯溶液倒入乙醇中进行沉淀，离心、收集，之后用乙醇洗涤数次，最后将所得的聚氨酯固体从乙醇中转移到超纯水中，待乙醇除尽后，冷冻干燥，得到聚氨酯固体，测得聚合物的数均分子量为27.3kDa。
实施例2
将1.0g活性氧响应性的可降解不饱和聚氨酯材料(PFTU)溶解于10mL四氢呋喃中，浇入聚四氟乙烯模具中，空气氛围常温挥发48小时后，于37℃真空干燥48小时完全除去溶剂，得到活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片。此浇筑法得到的心脏补片拉伸强度为7.2MPa，拉伸模量为17.9MPa，断裂伸长率为760％；H2O2溶液中降解28天后质量损失为12.41％。用此浇筑法得到的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片用于修复心肌梗死后的心脏功能。
实施例3
将0.75g活性氧响应性可降解聚氨酯将溶解于5mL六氟异丙醇溶液中，其中，得到聚氨酯的质量浓度为15％，利用静电纺丝设备进行纺丝制备纳米纤维膜。静电纺丝参数为：纺丝温度为25-30℃，湿度为30-40％，纺丝电压为15kV，供液速度为1mL/h，滚轴接收距离为10cm，接收长度为5cm，转速为200rad/min。将制备的纳米纤维膜在真空烘箱中，25℃条件下，烘干24h。得到无规的电纺纤维膜，纤维直径为700nm，厚度为0.06mm。该聚氨酯电纺纤维膜心脏补片具有良好的力学性能，拉伸强度为10MPa，拉伸应变为400％。用此静电纺丝法得到活性氧响应性可降解聚氨酯电纺纤维心脏补片用于修复心肌梗死后的心脏功能。
通过改变聚氨酯溶液的浓度、纺丝温度、湿度、纺丝电压、供液速度、接收距离等条件，可以调控该补片的纤维直径、拉伸强度及拉伸应变。在本实例中，通过在聚氨酯溶液中加入功能药物，得到的心脏补片可以在提供良好弹性的同时，提升心肌梗死后的治疗效果。
实施例4
将1.0g活性氧响应性可降解聚氨酯完全溶解于10mL的二氧六环中，将上述溶液在37℃烘箱中加热1小时后，降低温度至-20℃，使聚氨酯溶液发生相分离直到二氧六环完全结晶，混合物发生固化，变为固体。之后冷冻干燥24小时去除二氧六环溶剂，得到聚氨酯多孔心脏补片。得到的多孔补片为无规孔，孔径为70μm左右，孔隙率为90％左右，所得到多孔膜具有良好的孔连通性。该心脏补片的拉伸强度为200kPa，拉伸应变为200％。
通过改变聚氨酯溶液的浓度和相分离时的温度，可以调控该补片的孔径大小、孔隙率、拉伸强度及拉伸应变。用此冷冻干燥法得到活性氧响应性可降解聚氨酯多孔心脏补片用于修复心肌梗死后的心脏功能。
所制备得到的多孔心脏补片也可用于负载治疗心肌梗死的药物，还可以是干细胞等。所述药物包括但不限于甲基泼尼松龙、衣康酸二甲酯、他汀类药物；所述干细胞包括但不限于骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、羊膜上皮干细胞等。可以将药物溶解于二氧六环溶液中，和聚氨酯混合均匀，再通过冷冻干燥法使药物负载在多孔心脏补片中。也可以将多孔心脏补片作为基底，用于培养干细胞，得到负载干细胞的聚氨酯多孔心脏补片。
实施例5
将1.0g活性氧响应性可降解聚氨酯溶解于10mL四氢呋喃中，随后在溶液中加入质量比为40％的明胶粒子，将混合物浇入聚四氟乙烯模具中，空气氛围常温挥发48小时后，于37℃真空干燥48小时除去溶剂；再用水洗去其中的明胶颗粒，得到活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片。此浇筑法得到的心脏补片拉伸强度为100kPa，拉伸应变为120％。通过改变聚氨酯溶液的浓度和明胶颗粒的粒径大小，可以调控该补片的孔径大小、孔隙率、拉伸强度及拉伸应变。用此粒子沥滤法得到活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片，用于修复心肌梗死后的心脏功能。
对实施例2-5所得活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片进行相关实验，具体实验内容如下：
二、心脏补片动物实验
(一)心肌梗死动物模型的建立
具体模型构建方法：健康雄性SD大鼠，质量为180-220g，由浙江省医学科学院提供。大鼠用4％水合氯醛进行麻醉，麻醉成功后，大鼠仰卧位，将四肢及上切牙固定于特制木板上。用静脉留置针进行大鼠气管插管，随后连接小动物呼吸机维持其呼吸，胸部去毛并消毒。在心脏搏动最明显的肋间隙(第4或第5肋间)打开胸腔，打开心包，暴露大鼠心脏，在左心耳下缘3mm处用6-0带针缝合线(非可吸收线)在左冠状静脉左侧1mm结扎左前降支。冠脉结扎后，可见结扎线以下心肌苍白，前壁收缩运动减弱。
实验分组：
假手术组：阴性对照，不做结扎处理，其他与模型构建方法一致；
MI组：心肌梗死模型组；
心脏补片组：造模成功后，用8-0缝合线，通过3针缝合将补片缝合于心肌梗死心脏表面；
(二)心脏功能的评定
异氟烷吸入麻醉，心前区备皮。用小动物超声系统进行心脏超声检测，频率为21MHz，调整探头以取得清晰的左室长轴二维图像，用来动态检测大鼠的心功能变化。
(三)组织学评价
心梗8周后，常规麻醉，取出大鼠心脏，磷酸盐缓冲液漂洗三遍后将心脏放入10％氯化钾溶液，使心脏停跳于舒张状态。将心脏置于4％多聚甲醛中固定，然后进行石蜡包埋、切片和马松染色。染色后的切片用数码切片虚拟扫描仪进行扫描。
由图3的大鼠心肌梗死后28天的心脏超声结果图可知，A为心肌梗死组、B为假手术组、C为聚氨酯多孔补片治疗组，其中心肌梗死组的梗死部位室壁运动和心肌收缩减弱，经补片治疗后能够恢复梗死部位的室壁运动和心肌收缩。由图4的染色结果可知，A为心肌梗死组、B为假手术组、C为聚氨酯多孔补片治疗组，红色为正常的心肌组织而蓝色为纤维化，经聚氨酯多孔补片治疗后能缓解心肌梗死后的心脏纤维化。说明活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片对心肌梗死有很好的治疗效果。
Claims (6)
1.一种用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片，其特征在于，所述聚氨酯为含有酮缩硫醇键的活性氧响应性可降解聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片，其特征在于，所述聚氨酯心脏补片还包括功能药物和/或功能细胞；所述功能药物包括甲基泼尼松龙、衣康酸二甲酯、他汀类药物中的一种；所述功能细胞包括骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、羊膜上皮干细胞种的一种。
3.根据权利要求1所述的用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片，其特征在于，所述心脏补片采用聚氨酯溶液浇筑膜、聚氨酯电纺纤维膜、聚氨酯冷冻干燥多孔膜、聚氨酯粒子沥滤法多孔膜中的一种。
4.一种如权利要求3所述的用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片的制备方法，其特征在于，所述浇筑膜的制备方法为：将聚氨酯溶解于四氢呋喃、二氧六环或六氟异丙醇中，浇入聚四氟乙烯模具中并除去溶剂，得到聚氨酯心脏补片；
所述电纺纤维膜的制备方法为：将聚氨酯溶解于六氟异丙醇中，进行电纺得到聚氨酯电纺纤维膜心脏补片；
所述冷冻干燥多孔膜的制备方法为：将聚氨酯溶解于二氧六环中，将上述溶液降低温度至-80～-20℃，使聚氨酯溶液发生相分离直到溶剂完全结晶，之后采用冷冻干燥法去除溶剂，得到不同孔径和孔隙率的聚氨酯多孔心脏补片；
所述粒子沥滤法多孔膜的操作过程为：将聚氨酯溶解于四氢呋喃、二氧六环或六氟异丙醇中，向聚氨酯溶液中加入氯化钠或明胶颗粒，然后将溶液浇入聚四氟乙烯模具中并除去溶剂；再用水洗去其中的氯化钠或明胶颗粒，得到聚氨酯粒子沥滤法多孔心脏补片。
5.根据权利要求1-3任一项所述聚氨酯心脏补片在修复心肌梗死上的应用。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯心脏补片在修复心肌梗死上的应用，其特征在于，所述心肌梗死包括急性心肌梗死、亚急性心肌梗死、心肌梗死再灌注或室壁瘤。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110709715.4A CN113425897A (zh) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | 用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 |
| PCT/CN2021/104127 WO2022267093A1 (zh) | 2021-06-25 | 2021-07-02 | 用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110709715.4A CN113425897A (zh) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | 用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113425897A true CN113425897A (zh) | 2021-09-24 |
Family
ID=77754491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110709715.4A Pending CN113425897A (zh) | 2021-06-25 | 2021-06-25 | 用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113425897A (zh) |
| WO (1) | WO2022267093A1 (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114010844A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 浙江理工大学 | 一种具有稳定信号传导功能的膜材料、心肌补片及其制备方法 |
| CN114699563A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-07-05 | 中国医科大学附属盛京医院 | 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 |
| CN114984312A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 浙江大学 | 一种含有超支化聚赖氨酸的聚氨酯心脏贴片及其制备方法 |
| CN115054579A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-16 | 浙江大学 | 一种活性氧响应性梯度递药的纳米粒子关节炎药物及其制备方法 |
| CN115845129A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-28 | 浙江大学 | 一种大尺寸心肌补片的制造工艺 |
| WO2023045568A1 (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 浙江大学 | 一种免缝合的凝血辅助固定心脏补片及其制备方法 |
| CN116407679A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-07-11 | 浙江大学 | 一种大尺寸多孔心肌补片及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109988280A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-09 | 浙江大学 | 一种活性氧响应性的可降解聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN110183608A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-08-30 | 浙江大学 | 一种含聚酮缩硫醇软段的活性氧降解的聚氨酯材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-06-25 CN CN202110709715.4A patent/CN113425897A/zh active Pending
- 2021-07-02 WO PCT/CN2021/104127 patent/WO2022267093A1/zh active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109988280A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-09 | 浙江大学 | 一种活性氧响应性的可降解聚氨酯材料及其制备方法 |
| CN110183608A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-08-30 | 浙江大学 | 一种含聚酮缩硫醇软段的活性氧降解的聚氨酯材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| YUEJUN YAO ET AL: "ROS resposive polyurethane fibrous patched loaded with methylprednisolong (MP) for restoring structures and functions of infarcted myocardium in vivo", 《BIOMATERIALS》 * |
| 李全林: "《新医药开发与研究》", 31 December 2008 * |
| 胥少汀: "《实用骨科学 下》", 31 January 2012 * |
| 解洁奇: "活性氧响应性可降解不饱和聚氨酯的合成及其性能研究", 《高分子学报》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023045568A1 (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 浙江大学 | 一种免缝合的凝血辅助固定心脏补片及其制备方法 |
| CN114010844A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 浙江理工大学 | 一种具有稳定信号传导功能的膜材料、心肌补片及其制备方法 |
| CN114010844B (zh) * | 2021-10-28 | 2023-08-22 | 浙江理工大学 | 一种具有稳定信号传导功能的膜材料、心肌补片及其制备方法 |
| CN114699563A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-07-05 | 中国医科大学附属盛京医院 | 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 |
| CN114699563B (zh) * | 2022-02-22 | 2024-02-02 | 中国医科大学附属盛京医院 | 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 |
| CN114984312A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 浙江大学 | 一种含有超支化聚赖氨酸的聚氨酯心脏贴片及其制备方法 |
| CN115054579A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-16 | 浙江大学 | 一种活性氧响应性梯度递药的纳米粒子关节炎药物及其制备方法 |
| CN115054579B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-06-30 | 浙江大学 | 一种活性氧响应性梯度递药的纳米粒子关节炎药物及其制备方法 |
| WO2023231045A1 (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 浙江大学 | 一种含有超支化聚赖氨酸的聚氨酯心脏贴片及其制备方法 |
| CN115845129A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-28 | 浙江大学 | 一种大尺寸心肌补片的制造工艺 |
| CN116407679A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-07-11 | 浙江大学 | 一种大尺寸多孔心肌补片及其制备方法和应用 |
| WO2024159829A1 (zh) * | 2023-01-31 | 2024-08-08 | 浙江大学 | 一种大尺寸多孔心肌补片及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022267093A1 (zh) | 2022-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113425897A (zh) | 用于心肌梗死修复的活性氧响应性可降解聚氨酯心脏补片及制备方法 | |
| Ruvinov et al. | Alginate biomaterial for the treatment of myocardial infarction: progress, translational strategies, and clinical outlook: from ocean algae to patient bedside | |
| Zhang et al. | An injectable conductive hydrogel restores electrical transmission at myocardial infarct site to preserve cardiac function and enhance repair | |
| US9968714B2 (en) | Biodegradable elastomeric patch for treating cardiac or cardiovascular conditions | |
| US8535719B2 (en) | Biohybrid elastomeric scaffolds and methods of use thereof | |
| EP2703017B1 (en) | Active silk muco-adhesives, silk electrogelation process, and devices | |
| JP2020193202A (ja) | 心臓治療のための組成物及び方法 | |
| US20190060517A1 (en) | Scaffold for cardiac patch | |
| US20120273993A1 (en) | Method of generating collagen fibers | |
| Tavakoli et al. | Coaxial electrospun angiogenic nanofiber wound dressing containing advanced platelet rich-fibrin | |
| JP2004508305A (ja) | 電気処理されたフィブリンをベースとするマトリックスおよび組織 | |
| WO2008072379A1 (ja) | 修飾された生体高分子の製造方法及び生体高分子の架橋方法 | |
| CN105536055A (zh) | 一种形状记忆型高弹性活性纳米纤维支架及其应用 | |
| CN105771000B (zh) | 一种提供能量的骨修复可降解多孔支架及制备方法、应用 | |
| Goonoo | Tunable biomaterials for myocardial tissue regeneration: promising new strategies for advanced biointerface control and improved therapeutic outcomes | |
| KR20150007808A (ko) | 나노섬유 및 나노입자를 포함하는 인공피부 및 충전제용 복합지지체, 및 이의 제조방법 | |
| Liu et al. | Decellularized extracellular matrix materials for treatment of ischemic cardiomyopathy | |
| US8603982B2 (en) | Medical composition | |
| CN115607729A (zh) | 一种生物墨水、3d打印水凝胶支架及制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Hydrogels for cardiac repair | |
| Wu et al. | Recombinant human collagen I/carboxymethyl chitosan hydrogel loaded with long-term released hUCMSCs derived exosomes promotes skin wound repair | |
| Lee et al. | Prospects of collagen scaffolds for muscle regeneration | |
| US20220265254A1 (en) | Polyurethane-reinforced hydrogel cardiac patch | |
| Ge et al. | Effect of Antheraea pernyi Silk Fibroin Film on Peripheral Nerve Regeneration | |
| WO2023231045A1 (zh) | 一种含有超支化聚赖氨酸的聚氨酯心脏贴片及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |